Schneider Electric France En raison de pour votre installation Quand dois- je installer un parafoudre dans les bâtiments tertiaires et NG125N (1) Pour des valeurs d'Icc supérieures à 25 kA, consultez votre agence commerciale
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(1) La norme NF C 15-100 amendement 5 concerne les installations dont les permis EN FRANCE ET DANS au moins un parafoudre(3) si votre maison est
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04/09
Schneider Electric France
En raison de l"évolution des normes et du matériel, les caractéristiques indiquées par les textes
et les images de ce document ne nous engagent qu"aprâs confi rmation par nos services.Direction Communication et Promotioncentre PLM/FF-38050 Grenoble Cedex 9Tél. : 0 825 012 999www.schneider-electric.fr
Conception, rédaction : ComDCP, E. Froger
Réalisation : Altavia Connexion
Impression : Lamaziâre
FRAED207905FR
ART. 960230
>Protection contre la foudre Guide 2009Ce document a été imprimésur du papier écologique.2 000 é 5 000 orages se forment en permanenceautour du globe. Chaque annâe, la terre estfrappâe de prôs de 3 milliards de coups defoudre.Alors que la plupart des effets de la foudresont parfaitement visibles : âclairs, tonnerre,dâgàts matâriels, etc. les manifestationsâlectriques sont quant é elles gânâralement peuperceptibles.Or, chacune de ces manifestations provoquedes surtensions qui exposent les installationsâlectriques é un risque important dedysfonctionnement, de destruction de matâriels,d"indisponibilitâ des outils de production, etc.En intâgrant un disjoncteur de dâconnexioné ses nouveaux parafoudres Quick PRD,Schneider Electric propose un concept uniquede protection des râseaux basse tension.Ces parafoudres monoblocs sont pratiques etsimples é mettre en oeuvre. Ils permettent des"affranchir des contraintes d"installation.Cette gamme de produits complôte l"offreexistante de parafoudres avec disjoncteur dedâconnexion intâgrâ. Simples é choisir et écàbler, ces produits constituent une protectionfoudre râellement effi cace, sère et valorisantepour votre installation.
Protection foudre - Guide de choix 20091
Comprendre
La foudre ........................................................................................ 2 Couple parafoudre / disjoncteur de déconnexion ........................... 4Concevoir
Quand dois-je installer un parafoudre dans les bâtiments tertiaires et industriels ? ................................................................. 5 Architecture de la protection foudre ................................................ 6 Déterminer la position des parafoudres .......................................... 8 Choisir le couple parafoudre / déconnecteur .................................. 9 Protection fi ne des équipements .................................................... 9 Exemples d"applications ............................................................... 10Choisir
Panorama simplifi é de l"offre parafoudres .................................... 14 Lexique de la protection foudre .................................................... 15 Parafoudres Quick PF et Quick PRD ............................................ 16 Parafoudres PRD .......................................................................... 17 Parafoudres PRF1 12,5r et PRD1 25r .......................................... 18 Parafoudres PRD1r Master et PRF1 Master ................................ 19 Parafoudres de communication .................................................... 20 Parafoudres en courant continu .................................................... 20Installer
Règle des 50 cm ........................................................................... 21 Enveloppes plastiques .................................................................. 22 Enveloppes métalliques ................................................................ 23Sommaire
2Protection foudre - Guide de choix 2009
Comprendre
La foudre
Formation de la foudre
Le phénomène atmosphérique de la foudre est dû à la décharge subite de l"énergie
électrique accumulée à l"intérieur des nuages orageux. En cas d"orage, le nuage se charge très rapidement d"électricité. Il se comporte alors comme un condensateur géant avec le sol. Lorsque l"énergie emmagasinée devient suffi sante, les premiers éclairs apparaissent à l"intérieur du nuage (phase de développement). Dans la demi-heure suivante, les éclairs se forment entre le nuage et le sol. Ce sont les coups de foudre. Ils s"accompagnent de pluies (phase de maturité) et de coups de tonnerre (dûs à la brutale dilatation de l"air surchauffé par l"arc électrique). Progressivement, l"activité du nuage diminue tandis que le foudroiement s"intensifi e au sol. Il s"accompagne de fortes précipitations, de grêle et de rafales de vent violentes (phase d"effondrement).Nuage orageux
cumulonimbusPhase de charge Phase de développement Phases de maturité et d"effondrementCoup de foudre sur une ligne aérienne
(électrique ou téléphonique)Coup de foudre proche de bâtiments
(remontée de potentiel de terre)Comment la foudre impacte les installations
électriques des bâtiments
Les éclairs produisent une énergie électrique impulsionnelle extrêment importante : de plusieurs milliers d"ampères (et de plusieurs milliers de volts) @ de haute fréquence (de l"ordre du mégahertz) @de courte durée (de la microseconde à la milliseconde). @Les coups de foudre peuvent toucher les installations électriques de trois manières différentes :
par coup de foudre direct sur une ligne électrique aérienne. La surintensité et la @surtension peuvent alors se propager à plusieurs kilomètres du point d"impact,
par coup de foudre à proximité d"une ligne électrique. C"est le rayonnement @électromagnétique qui induit un fort courant et une surtension dans la ligne.Dans ces deux cas, le danger pour l"installation électrique arrive par l"alimentation réseau.
par coup de foudre à proximité des bâtiments. La terre est alors chargée et monte @en potentiel. Le réseau étant à potentiel plus bas, il se crée un courant qui va traverser l"installation électrique en entrant par la terre.Dans tous les cas, les conséquences pour les installations électriques et les récepteurs peuvent êtres dramatiques :
destruction ou fragilisation des composants électroniques @ destructions des circuits imprimés @ blocage ou perturbation de fonctionnement des appareils @vieillissement accéléré du matériel. @Les réseaux numériques et analogiques sont affectés de la même manière que les installations électriques basse tension. Les surtensions d"origines atmosphériques sont éliminées à l"aide de parafoudres conçus spécifi quement.
Coup de foudre proche de bâtiments (surtension
dûe au rayonnement électromagnétique).Protection foudre - Guide de choix 20093Les dispositifs de protection contre la foudrePour répondre aux différentes confi gurations d"installations à protéger, la protection foudre peut être réalisée à l"aide d"équipements à installer à l"extérieur ou à l"intérieur des bâtiments.
Les paratonnerres pour protéger les bâtiments Les protections extérieures sont utilisées pour éviter les incendies et les dégradations que pourrait occasionner un impact direct de la foudre sur les bâtiments. Ces protections sont réalisées, selon les situations, à l"aide d"un paratonnerre, d"un conducteur de toiture, d"un ceinturage, etc. Ces dispositifs sont installés dans les parties supérieures des bâtiments de façon à capter préférentiellement les coups de foudre. La surtension transitoire est écoulée à la terre grâce à un ou plusieurs conducteurs prévus à cet effet.Exemple de protection par paratonnerre à tige
Les parafoudres pour protéger les installations électriques Les protections intérieures sont installées pour protéger les récepteurs raccordés aux circuits électriques. Elles sont constituées de parafoudres utilisés pour limiter les surtensions et écouler le courant de foudre.Exemple de protection par parafoudres
4Protection foudre - Guide de choix 2009
Comprendre
Couple parafoudre / disjoncteur de
déconnexionParafoudre en
fonctionnement pendant le coup de foudre disjoncteur fermé parafoudre passant LRécepteurs
LRécepteurs
Parafoudre en fi n de viedisjoncteur ouvertparafoudrepassantLe fonctionnement
Le parafoudre est un appareil de protection électronique qui se comporte comme une impédance variable en fonction de la tension à ses bornes :en fonctionnement normal (pas de coup de foudre) le parafoudre est vu comme un @circuit ouvert par le reste de l"installation (tension nominale du réseau aux bornes du parafoudre
; impédance infi nie)au moment du coup de foudre, le parafoudre devient passant (augmentation @importante et rapide de la tension
; impédance nulle). Le rôle du parafoudre est alors double : écouler la surintensité (sans qu"elle traverse les récepteurs) _ limiter la surtension (afi n de ne pas "claquer" les récepteurs). _L"usure du parafoudre
L"écoulement de nombreux coups de foudre provoque l"usure des composants électroniques du parafoudre qui devient alors défi nitivement passant, provoquant un court-circuit 50Hz. Il faut alors l"isoler du réseau. C"est un des rôles du disjoncteur de déconnexion.Les rôles du disjoncteur de déconnexion
La NF C 15-100 (article 534.1.5.3) impose la mise en oeuvre d"un dispositif de déconnexion: "Les dispositifs de protection contre les courts circuits [...] doivent être prévus pour assurer la déconnexion des parafoudres". Cablé directement en série avec le parafoudre, le disjoncteur de déconnexion assure3 rôles :
couper le court-circuit 50 Hz qui se produit lors de la fi n de vie du parafoudre afi n @de protéger ce dernier qui est alors un récepteur sensible
assurer la continuité de service de l"installation (en évitant que la protection @disjoncteur de tête de tableau ne déclenche)
permettre une opération de maintenance sur le parafoudre en isolant ce dernier du @réseau lorsque nécessaire.Dimensionnement du disjoncteur de déconnexion Le choix du disjoncteur de déconnexion est déterminant pour le bon fonctionnement du couple parafoudre/disjoncteur de déconnexion. Il doit répondre au cahier des charges suivant :
être capable de couper l"intensité de court-circuit 50 Hz au point d"installation du @parafoudre
endurer, sans déclencher, autant de coups de foudre que le parafoudre lui-même, @et rester en état de fonctionnement à la suite de ceux-ci
couper le courant avec la rapidité nécessaire pour isoler le parafoudre lors de @sa mise en court-circuit de fi n de vie. En effet, le parafoudre n"est pas prévu pour supporter l"énergie des courants de court-circuit 50 Hz. Dans ce cas, il doit être déconnecté très rapidement afi n d"éviter sa destruction et les éventuels dommages collatéraux induits.Les solutions parafoudre / disjoncteur de déconnexion proposées par Schneider Electric ont été testées et éprouvées afi n de garantir le respect de l"ensemble de ces critères.En tant que fabricant de parafoudres et de disjoncteurs, Schneider Electric s"engage sur leur association pour une protection foudre fi able et effi cace.
Récepteurs
L parafoudre non passantdisjoncteur ferméParafoudre en
fonctionnement normalProtection foudre - Guide de choix 20095
Concevoir
Protection foudre incontournable pour
les bâtiments tertiaires et industriels lorsque le bâtiment est situé à moins de 50m d"un paratonnerre : @ antennes GSM, _ clochers d"église, _ grandes structures métalliques, _etc... _lorsque l"indisponibilité de l"installation et / ou du @matériel concerne la sécurité des personnes :
infrastructures médicales, _ systèmes de sécurité incendie, _ alarmes techniques, alarmes sociales, _ contrôle d"accès, _etc... _La NF C 15-100 impose directement le parafoudre dans les cas suivants L"analyse du risque foudre selon le guide UTE 15-443, en complément de la norme NF C15-100, conduit à l"obligation d"une protection parafoudre lorsque l"un des critères est observé :
bâtiment alimenté par une ligne totalement ou partiellement aérienne, @ bâtiment situé dans une zone souvent foudroyée (montagne, étang, colline, etc...) @équipements particulièrement sensibles et / ou coûteux (PC, laboratoires, data @centers, caméras, etc...)
l"interruption de l"activité dans le bâtiment entraîne des pertes fi nancières (arrêt de @process industriel, agro alimentaire, réseau informatique inopérant, etc...)
Pour tout complément d"information, se reporter aux chapitres 5 et 6 du Guide UTE 15 4436Protection foudre - Guide de choix 2009
Parafoudre de
type 3Tableau
généralTableau divisionnaireTableau terminal90% 9% 1%Capacité
d"écoulementConcevoir
Architecture de la protection foudre
Parafoudre de
type 1Parafoudre de type 2Les différents types de parafoudres
Les parafoudres permettent de réaliser la protection de tête pour certains, ou la protection fi ne, et se classent de la façon suivante : les parafoudres de type 1 : @ avec une très forte capacité d"écoulement, ils sont destinés à la protection de tête des bâtiments équipés de paratonnerres. les parafoudres de type 2 : @ avec une forte capacité d"écoulement, ils servent pour la protection de tête en l"absence de paratonnerre. les parafoudres de type 3 : @ ils sont exclusivement réservés à la protection fi nedes récepteurs et s"installent derrière un type 1 ou un type 2.Principe de l"architecture de la protection foudreLa protection foudre se structure de la même façon qu"une protection disjoncteur : les parafoudres de plus forte capacité d"écoulement sont en tête d"installation et ceux qui ont des caractéristiques plus faibles sont situés dans les tableaux divisionnaires ou dans les tableaux terminaux.Dans l"organisation de la protection foudre, on distingue donc :
la protection de tête : @ elle est située en tête d"installation, au niveau du TGBT ou en tête des bâtiments si l"installation en comporte plusieurs. la protection fi ne : @ elle est positionnée au plus proche des récepteurs.Protection foudre - Guide de choix 20097
Distance tableau - récepteurs < 30 m :
Distance tableau - récepteurs > 30 m :
Onde de surtension
Onde de surtension
Equipements sensibles
Equipements sensiblesL"infl uence de la longueur des circuits Lors d"un coup de foudre, une surtension résiduelle peut se propager sur la ligne, aprèsla protection de foudre de tête, en direction des récepteurs. La fréquence très élevée
(Giga Hz) de cette surtension est à l"origine de phénomènes de résonnances de tension, et lorsque la longueur de la ligne dépasse 30 mètres, la tension peut doubler. Il existe alors un risque important que cette surtension détruise les récepteurs. Ce phénomène est pris en compte dans l"étape 8 du logigramme du chapitre 4 du guide VTE 15443. Il prévoit l"installation d"un parafoudre de protection fi ne au plus proche des récepteurs lorsque ceux-ci sont à plus de 30 m du parafoudre de tête.